17-3 HROCD

以指令列為主的除錯函數可用於各種不同平台，其功能可列表如下：

語法功能
dbstop at line# in filename 設定中斷點（Break Points）
（line# 代表行號，filename 代表檔案名稱）
dbclear at line# in filename 清除中斷點
（line#代表行號，filename 代表檔案名稱）
dbstop if warning 若遇到下列情況，則暫停程式執行：
  • 警告（Warning）
  • 錯誤（Error）
  • 非數值/無窮大（NaN/Inf）
dbstop if error
dbstop if naninf
dbstop if infnan
dbcont 從暫停狀態繼續執行
dbstack 列出函數呼叫過程中的堆疊
dbstatus filename 列出某檔案的所有中斷點
（filename 代表檔案名稱）
dbstep n 執行 n 列指令
dbtype filename 列出檔案內容（包含每列編號）
（filename 代表檔案名稱）
dbdown 向下進入局部的工作空間
dbup 向上進入呼叫端的工作空間
dbquit 離開除錯模式

在上述的除錯指令中，最重要的指令就是 dbstop，我們可以利用這個指令來指定程式碼的中斷點（Break Points），使得 MATLAB 可在中斷點前停止執行，以讓我們能檢查各個局部變數的值。dbstop 的一般格式及相關說明可列表如下：

指令格式說明
dbstop in filename at line# 停止執行於某檔案的某行
（filename 代表檔案名稱，line#代表行號）
dbstop in filename at subfunction 停止執行於某檔案的次函數
（filename 代表檔案名稱）
dbstop in filename 停止執行於某檔案
（filename 代表檔案名稱）
dbstop if error 若出現錯誤，則暫停程式執行，並停留在發生錯誤的工作空間
dbstop if warning 若出現警告，則暫停程式執行，並停留在發生警告的工作空間
dbstop if naninf 若出現 nan 或 inf，則暫停程式執行，並停留在發生 nan 或 inf的工作空間
dbstop if infnan （同上）

在上表中，in、at 和 if 都可以省略，所以「dbstop in testfunc at 15」可以簡寫成「dbstop testfunc 15」。

一旦程式停止執行後，MATLAB 就進入所謂的 「除錯模式」（Debugging Mode），指令列上會出現“k>>”的提示號，代表此時可以接受鍵盤輸入。如果您使用的平台是 PC 或 MAC，同時也會出現 M 檔案除錯器（M-file Debugger），可直接檢視程式出錯的部分。有關於 M 檔案除錯器的細節，將會在下一節詳細介紹，本節則以介紹指令列的除錯指令為主。

進入除錯模式後，我們可檢查任何變數的值，也可以執行其他任何指令或手稿（Scripts）。檢查完畢後，可能採取的動作可列舉如下：

指令格式說明
dbcont 繼續執行程式
dbstep n 執行 n 列程式碼
dbtype filename 列出程式碼
（filename 代表程式檔案名稱）
dbdown 向下切換至另一個工作空間
dbup 向上切換至另一個工作空間
dbstack 列出函數呼叫過程中的堆疊
dbquit 跳出除錯模式

在上表中，最常用到的指令是 dbstep，可以讓我們一次執行一列或多列程式碼，或是進入或跳出一個指令的內部程式碼，其格式可列舉如下：

指令格式說明
dbstep 執行下一列程式碼
dbstep n 執行下 n 列程式碼
dbstep in 進入下一列指令的程式碼
dbstep out 跳出目前指令的程式碼

其他各除錯指令的格式較固定，欲取得更多資訊，可由 MATLAB 線上支援取得。

另外，dbclear 及 dbstatus 可用於一般模式及除錯模式。dbclear 用於取消中斷點，和 dbstop 的功能恰好相反，dbclear 的使用格式可參見本節的第一個表格（即 dbstop 的使用格式），只需將所有的 dbstop 改為 dbclear 即可。

此外，若要清除所有的中斷點，可用 dbclear all。

dbstatus 可列出所有的中斷點，其格式如下：

指令格式說明
dbstatus 列出所有中斷點
dbstatus filename 列出在一檔案中的中斷點
（filename 代表程式檔案名稱）
s = dbstatus(…) 將中斷點的資訊傳回變數 s

以下將以實例來說明這些除錯指令的運用。

假設我們要計算一向量的倒數和，可使用名稱為 recipsum.m 的函數，如下：

>> type recipsum function out = recipsum(x) recip = reciproc(x); out = sum(recip); function output = reciproc(input) output = 1./x;

此函數包含一錯誤，執行時即會出現：

>> recipsum([1 2 3]) Undefined function or variable 'x'. Error in recipsum>reciproc (line 7) output = 1./x; Error in recipsum (line 3) recip = reciproc(x);

Hint
本範例的錯誤訊息，是以 MATLAB 8.5 版為主。不同版本的 MATLAB，可能產生不同的錯誤訊息，但是都大同小異。

此錯誤訊息是由次函數 reciproc 所產生。為了偵錯方便，當錯誤訊息發生時，我們可以讓 MATLAB 仍然能夠停留在產生錯誤訊息的函數，所使用的指令如下：

>> dbstop if error

可用 dbstop 來確認所建立的中斷條件：

>> dbstatus Stop if error.

此時可再呼叫原函數：

>> recipsum([1 2 3])

MATLAB 這次會停在錯誤發生的程式碼，並將之顥示於 MATLAB 除錯器（也是 MATLAB 編輯器），如下：

此時我們可在指令視窗使用 dbstack 來顯示 MATLAB 所在的函數：

k>> dbstack > In recipsum>reciproc (line 7) In recipsum (line 3)

亦可用 dbtype 來顯示程式碼：

k>> dbtype recipsum 1 function out = recipsum(x) 2 3 recip = reciproc(x); 4 out = sum(recip); 5 6 function output = reciproc(input) 7 output = 1./x;

很明顯地，在 reciproc 次函數中的變數 x 並未定義，因此我們可在除錯器中直接將 x 改成 input ，並儲存此檔案於 recipsum1.m，就完成了除錯的工作。此時再進行函數呼叫，就可得到正確答案：

k>> dbquit % 離開除錯模式 >> recipsum1([1 2 3]) ans = 1.8333

Hint
一旦在除錯器進行編輯檔案的動作，MATLAB 就會跳出除錯模式，準備再次執行除錯後的程式碼。

上例的錯誤是相當顯而易見，但如果遇到較複雜錯誤，就必需在程式碼停止後，在指令列逐一檢查可能出問題的變數，直到找出問題所在之後，再進行程式碼的修改：

此外，當程式暫停執行於一個函數時，我們也可以使用 dbup 及 dbdown 來跳到不同的工作空間，以便檢視各變數。

假設在 recipsum.m 的錯誤已修正完畢，修正後的檔案是 recipsum1.m，我們還是可能遇到其他問題，例如：

>> recipsum1([2 0 2]) ans = Inf

此時傳回答案為 Inf（無窮大），這並不是我們預期的答案（假設我們並沒有預期到使用者會輸入含有 0 的向量）。為探查錯誤所在，我們設立另一個中斷條件，並再次呼叫函數：

>> dbstop if naninf >> recipsum1([2 0 2]) NaN/Inf breakpoint hit for recipsum1>reciproc on line 7. 7 output = 1./input;

很明顯地，在計算 0 的倒數時，出現了 Inf。我們假設在輸入為 0 時，其倒數不計，則程式碼可修正如下：

k>> dbquit % 離開除錯模式 >> type recipsum2 function out = recipsum(x) recip = reciproc(x); out = sum(recip); function output = reciproc(input) input(find(input==0)) = []; % Eliminate "0" elements output = 1./input;

此時再呼叫函數，就可以產生我們預期的結果：

>> recipsum2([2 0 2]) ans = 1

Hint
在進行大量繁瑣的數值運算時，欲偵測 Nan 或 Inf 的產生，使用「dbstop if naninf 」最適合！

MATLAB程式設計：入門篇